Recherche sur les cellules souches et la génétique

En théorie, il n'existe aucune limite aux types de maladies qui pourraient être traitées grâce à la recherche sur les cellules souches. Étant donné que les chercheurs peuvent étudier tous les types de cellules, ils ont le potentiel de réaliser des avancées dans n'importe quelle maladie.

Comment puis-je en savoir plus sur la recherche sur les cellules souches financée par le CIRM dans une maladie particulière ?

Le CIRM a créé des pages web dédiées à de nombreuses maladies majeures étudiées par les chercheurs en cellules souches. Pour en savoir plus sur ces maladies, consultez notre blog, La Cellule de Cellules Souches.

Vous pouvez également trier notre liste complète des subventions du CIRM pour voir ce que nous avons financé dans différents domaines pathologiques.

Quelles thérapies cellulaires sont disponibles actuellement ?

Bien qu'un nombre croissant de thérapies potentielles soient testées dans le cadre d'essais cliniques, seules quelques thérapies à base de cellules souches ont jusqu'à présent été approuvées par la FDA. Deux thérapies pour lesquelles le CIRM a financé un financement précoce ont été approuvées. Ce sont:

• Fedratinib, approuvé par la FDA en août 2019 comme traitement de première intention contre la myélofibrose (cicatrisation de la moelle osseuse)
• Glasdegib, approuvé en novembre 2016 comme traitement combiné avec une faible dose d'are-C pour les patients de 75 ans et plus atteints de leucémie myéloïde aiguë

À l’heure actuelle, la thérapie à base de cellules souches la plus couramment utilisée est la greffe de moelle osseuse. Les cellules souches hématopoïétiques présentes dans la moelle osseuse ont été les premières cellules souches identifiées et les premières à être utilisées en clinique. Cette technique salvatrice a aidé des milliers de personnes dans le monde qui souffraient de cancers du sang, comme la leucémie.

En plus de leur utilisation actuelle dans le traitement du cancer, les recherches suggèrent que les greffes de moelle osseuse seront utiles dans le traitement des maladies auto-immunes et pour aider les gens à tolérer les organes transplantés.

D’autres thérapies basées sur des cellules souches adultes sont actuellement en cours d’essais cliniques. Tant que ces essais ne seront pas terminés, nous ne saurons pas quel type de cellules souches est le plus efficace pour traiter différentes maladies.

Pour en savoir plus:

Alan Lewis parle de proposer aux patients une thérapie à base de cellules souches embryonnaires

Les cellules souches embryonnaires présentent un potentiel thérapeutique pour plus de 70 maladies, mais la mise au point de ces nouvelles thérapies prendra du temps. Alan Lewis est l'ancien président-directeur général de Novocell (aujourd'hui Vertex ), une entreprise de biotechnologie internationale qui investit dans l'innovation scientifique afin de créer des médicaments transformateurs pour les personnes atteintes de maladies graves. Novocell bénéficie de plusieurs subventions du CIRM pour développer une thérapie à base de cellules souches contre le diabète.

De nombreuses cliniques à l’étranger – et un nombre croissant ici aussi aux États-Unis – font la promotion de thérapies « miraculeuses » à base de cellules souches pour un large éventail de maladies incurables. Ce phénomène est appelé tourisme des cellules souches et constitue actuellement une source de préoccupation pour les scientifiques réputés dans le domaine des cellules souches. Ces cliniques prédatrices proposent des thérapies qui n’ont pas été testées pour prouver leur efficacité ni même leur sécurité. Ces dernières années, certains patients qui ont visité ces cliniques sont décédés, d’autres sont devenus aveugles ou ont souffert d’infections graves à la suite de la réception de cellules souches non prouvées et non testées.

Pour en savoir plus:

Pour en savoir plus sur ce sujet, consultez notre page sur le tourisme lié aux cellules souches.

Jeanne Loring évoque ses inquiétudes concernant le tourisme des cellules souches 

Forum public : Une dose de réalité sur les traitements alternatifs à base de cellules souches

Une dose de réalité sur les traitements alternatifs par cellules souches :

Ce que tu ne sais pas peut te blesser

Le 15 juin 2010, la Société internationale pour la recherche sur les cellules souches (ISSCR), en partenariat avec le CIRM, a présenté un forum public sur la voie responsable à suivre pour fournir des thérapies à base de cellules souches en clinique. Le forum était animé par Rachel Myrow, animatrice et journaliste à la radio KQED. Myrow a été présenté par Don Gibbons, directeur des communications du CIRM. Le forum a eu lieu au Yerba Buena Center for the Arts à San Francisco, en Californie. Les intervenants du panel comprenaient :

Tim Caulfield, LLM
Institut du droit de la santé, Université de l'Alberta

Claude Gerstle, MD
Ophtalmologiste et avocat

Jeanne Frances Loring, Ph.D.
Professeur et directeur fondateur, Centre de médecine régénérative du Scripps Research Institute

Doug Sipp
Centre RIKEN de biologie du développement

Deepak Srivastava, MD
Directeur, Institut Gladstone des maladies cardiovasculaires
Professeur émérite de cardiologie du développement pédiatrique, Université de Californie, San Francisco

Les cellules souches ont le potentiel de traiter un large éventail de maladies. Cependant, le chemin entre le laboratoire et la clinique est long. Avant de tester ces cellules dans une maladie humaine, les chercheurs doivent cultiver le bon type de cellule, trouver un moyen de tester ces cellules et s’assurer qu’elles sont sans danger chez les animaux avant de passer aux essais sur l’homme.

Pour en savoir plus:

Hans Keirstead parle des obstacles rencontrés dans le développement d'une nouvelle thérapie

Crédit vidéo : Earl J. Beadle Productions, Inc.

Les cellules souches offrent un potentiel thérapeutique considérable pour de nombreuses maladies, mais la mise au point de ces traitements est un processus semé d'embûches. Le Dr Hans Keirstead bénéficie d'une subvention du CIRM pour développer un traitement contre les lésions de la moelle épinière. Il est codirecteur du Centre de recherche sur les cellules souches Sue et Bill Gross et professeur associé d'anatomie et de neurobiologie à l' Université de Californie à Irvine.

L’un des plus grands obstacles à toute thérapie basée sur les cellules souches est d’amener les cellules souches à devenir un type de cellule unique. Le processus vital de maturation des cellules souches d’un état à un autre type est appelé différenciation.

Il est parfois difficile de guider les cellules souches vers un type de cellule particulier. Par exemple, les cellules souches qui se développent dans un embryon en développement reçoivent une série de signaux soigneusement chorégraphiés provenant des tissus environnants. Pour créer le même effet en laboratoire, les chercheurs doivent essayer d'imiter ces signaux. Ajoutez les signaux dans le mauvais ordre ou avec la mauvaise dose et les cellules en développement peuvent choisir de rester immatures ou de devenir le mauvais type de cellule.

Plusieurs décennies de recherche ont découvert de nombreux signaux nécessaires à la différenciation correcte des cellules. D'autres signaux sont encore inconnus. De nombreux chercheurs financés par le CIRM tentent de différencier des populations très pures de types de cellules matures susceptibles d'accélérer les thérapies.

Pour en savoir plus:

Mark Mercola parle de la différenciation des cellules en tissus adultes

Crédit vidéo : Blue H2O Productions

Un défi majeur du développement de thérapies à base de cellules souches réside dans la maturation de ces cellules en cellules adultes pouvant être utilisées pour la transplantation ou l'étude des maladies humaines. Le Dr Mark Mercola bénéficie d'une subvention du CIRM pour obtenir des cellules musculaires cardiaques à partir de cellules souches embryonnaires. Ces cellules pourraient un jour servir à la transplantation, à tester les effets secondaires de nouveaux médicaments sur le muscle cardiaque et à mieux comprendre la maturation et le développement des cellules cardiaques. Ces connaissances pourraient mener à la mise au point de nouveaux médicaments favorisant la réparation du cœur après un infarctus. Le Dr Mercola est professeur et directeur adjoint du Centre de recherche en neurosciences, vieillissement et cellules souches Del E. Webb, rattaché à l' Institut Burnham de recherche médicale.

Une fois qu’un chercheur dispose d’un type de cellule mature dans une boîte de laboratoire, l’étape suivante consiste à déterminer si ces cellules peuvent fonctionner dans le corps. Par exemple, les cellules souches embryonnaires qui ont mûri en cellules productrices d’insuline en laboratoire ne sont utiles que si elles continuent à produire de l’insuline une fois transplantées dans un corps. De même, les chercheurs doivent savoir que les cellules peuvent s’intégrer aux tissus environnants et ne pas être rejetées par l’organisme.

Les scientifiques testent les cellules en développant d'abord un modèle animal qui imite la maladie humaine, puis en implantant les cellules pour voir si elles aident à traiter la maladie. Ce type d'expérience peut être laborieux car même si les cellules ne guérissent pas complètement la maladie, elles peuvent restaurer certaines fonctions qui seraient encore extrêmement bénéfiques pour les personnes. Les chercheurs doivent examiner chacun de ces résultats possibles.

Dans de nombreux cas, tester les cellules sur un seul modèle animal ne fournit pas suffisamment d'informations. La plupart des modèles animaux de maladies ne reproduisent pas parfaitement la maladie humaine. Par exemple, une souris porteuse de la même mutation qui provoque la fibrose kystique chez l'homme ne présente pas les mêmes signes qu'une personne atteinte de la maladie. Par conséquent, une thérapie à base de cellules souches qui traite ce modèle murin de fibrose kystique peut ne pas fonctionner chez l'homme. C'est pourquoi les chercheurs doivent souvent tester les cellules sur plusieurs modèles animaux.

Les thérapies à base de cellules souches ne peuvent-elles pas augmenter les risques de tumeur ?

La promesse des cellules souches embryonnaires réside dans leur capacité à se différencier en n'importe quel type de cellule de l'organisme. Le problème est que, implantées chez un animal, elles se différencient précisément en cellules de différents types, formant des tumeurs appelées tératomes . Ces tumeurs sont constituées d'une masse de cellules très diverses, pouvant inclure des cellules ciliées et de nombreux autres tissus.

Ces tératomes sont l'une des raisons pour lesquelles il est nécessaire de faire mûrir les cellules souches embryonnaires en types de cellules adultes hautement purifiées avant de les implanter chez l'homme. Pratiquement toutes les preuves ont montré que les cellules matures sont limitées à leur seule identité et ne semblent pas se transformer en cellules formant des tératomes.

Pour en savoir plus:

Paul Knoepfler parle de la tendance des cellules souches embryonnaires à former des tumeurs

Crédit vidéo : Jack Hubbard

L'une des caractéristiques des cellules souches embryonnaires est leur capacité à provoquer un type particulier de tumeur appelé tératome. Les chercheurs travaillant sur les cellules souches doivent apprendre à prévenir ces tumeurs avant que toute thérapie par transplantation puisse être couronnée de succès. Paul Knoepfler bénéficie d'une subvention du CIRM pour étudier comment et pourquoi ces cellules forment des tumeurs et pour contribuer à la compréhension des moyens de prévenir leur apparition. Il est professeur adjoint de biologie cellulaire et d'anatomie humaine à l' Institut de médecine régénérative de l'UC Davis et est associé à l' Institut de médecine régénérative pédiatrique de l'hôpital Shriners pour enfants de Californie du Nord.

Les cellules souches transplantées, comme tout organe transplanté, peuvent être reconnues par le système immunitaire comme étrangères puis rejetées. Lors de transplantations d'organes tels que le foie, les reins ou le cœur, les personnes doivent prendre des médicaments immunosuppresseurs pour le reste de leur vie afin d'empêcher le système immunitaire de reconnaître cet organe comme étranger et de le détruire.

La probabilité que le système immunitaire rejette une greffe de tissu à base de cellules souches embryonnaires dépend de l'origine de ce tissu. Les cellules souches isolées à partir d'embryons issus de la FIV auront une constitution génétique qui ne correspondra pas à celle de la personne qui reçoit la greffe. Le système immunitaire de cette personne reconnaîtra ces cellules comme étrangères et rejettera le tissu, à moins que la personne ne prenne de puissants médicaments immunosuppresseurs. Il en va de même pour les cellules souches adultes provenant d'un donneur.

Les cellules souches générées par la technologie des cellules SCNT ou iPS, en revanche, correspondent parfaitement à la génétique. Le système immunitaire négligerait probablement ces cellules transplantées, les considérant comme une partie normale du corps. Pourtant, certains suggèrent que même si les cellules sont parfaitement adaptées, elles n’échapperont peut-être pas entièrement à l’attention du système immunitaire. Les cellules cancéreuses, par exemple, ont la même constitution génétique que les tissus environnants et pourtant, le système immunitaire identifie et détruit souvent les tumeurs précoces. Jusqu'à ce que davantage d'informations soient disponibles à partir d'études animales, il sera difficile de savoir si les cellules transplantées spécifiques à un patient sont susceptibles d'attirer l'attention du système immunitaire.

Pour en savoir plus:

Jeffrey Bluestone parle du rejet immunitaire des thérapies à base de cellules souches

Crédit vidéo : Jack Hubbard

Toute cellule dérivée de cellules souches embryonnaires transplantée à des fins thérapeutiques sera probablement rejetée par le système immunitaire, à l'instar d'un cœur ou d'un foie transplanté. Le Dr Jeffrey Bluestone étudie des méthodes de transplantation permettant de limiter, voire d'éliminer, l'utilisation de médicaments. Il est professeur émérite AW & Mary Margaret Clausen de médecine, pathologie, microbiologie et immunologie, vice-chancelier associé par intérim à la recherche, directeur du Réseau de tolérance immunitaire et membre de l' Institut de médecine régénérative de l'UCSF.

Pour être approuvées par la FDA en vue d'essais cliniques, les cellules souches doivent être cultivées selon les bonnes pratiques de fabrication (BPF) . Conformément aux normes BPF, une lignée cellulaire doit être produite de manière à ce que chaque groupe de cellules soit cultivé dans un environnement identique, reproductible et stérile. Ceci garantit que chaque lot de cellules possède les mêmes propriétés et que chaque personne recevant une thérapie par cellules souches bénéficie d'un traitement équivalent.